Выключатель

 

Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано в устройствах , управляющих амплитудой сигнала. Цель изобретения - увеличение развязки в широкой полосе частот. Выключатель содержит отрезок прямоугольного волновода, состоящий из двух симметричных частей, разделенных в Е-плоскости, между которыми установлена диэлектрическая подложка. На одной стороне диэлектрической подложки размещены два участка металлизации, разделенные щелью. Поперек щели установлены полупроводниковые диоды. В широких стенках выполнены прямоугольные дроссельные канавки, которые размещены на расстоянии, меньшем 0,1 Ль, от внутренних поверхностей широких стенок отрезка и в них размещены металлические пластины, толщина которых не превышает О,ОБ Ль, а ширина - на порядок больше толщины. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 Р 1/15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Г- »: (::вЛ

7.....!.

»" »Я» .я""4 !

/ т

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4836468/09 (22) 02.04,90 (46) 15.08.92. Бюл, М 30 (71) Научно-исследовательский институт

"Орион" (72) Л,Е, Юнисов (56)!ЕЕЕ Trans. On-MTT — 33, 1985, hL 1, р.

53-56.

Патент Великобритании М 2,120.460, кл, Н 01 Р1/15,,1985. (54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано в устройствах, управляющих амплитуд6М сигнала, Цель изобретения — увеличение развязки в широкой полосе частот, ВыклюИзобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано в волноводных СВЧ управляющих устройствах, в том числе в выключателях, аттенюаторах, модуляторах.

Известны полупроводниковые СВЧ-устройства, содержащие отрезок прямоугольного волновода с прямоугольными дроссельными канавками, симметрйчно выполненными в широких стенках этогоотрезка волновода, разделенного Е-плоско»стью на две равные:части, между которыми уста- новлена диэлектрическая подложка с участками металлизации, образующими щелевую линию, в которой включены полупроводйиковые диоды. Дроссельные канавки в этом полупроводниковом СВЧ-устройстве предназначены для подавления высших типов волн, просачивающихся в u;eni между частями отрезка волновода.

Наиболее близким к предлагаемому является выключатель, в котором дроссельные чатель содержит отрезок прямоугольного волновода, состоящий из двух симметричных частей, разделенных в Е-плоскости, между которыми установлена диэлектрическая подложка. На одной стороне диэлектрйческой подложки размещены два участка металлизации, разделенные щелью. Поперек щели установлены полупроводниковые диоды. 8 широких стенках выполнены прямоугольные дроссельные канавки, которые размещены на расстоянии, меньшем 0,14, от внутренних поверхностей широких стенок отрезка и в них размещены металлические пластины, толщина которых не превышает 0,052ь, а ширина — на порядок больше толщины. 1 ил. канавки частично или полностью заполнены поглотителем СВЧ-сигнала, что позволяет обеспечить поглощение СВЧ-сигнала в режиме развязки в рабочей части полосы волновода;

Недостатком известного СВЧ-выключателя является невысокая (менее 29 дБ) развязка, недостаточно широкая (менее 12%) полоса рабочих частот вследствие близкого расположения между собой диодов, малой длины рабочей части СВЧ-выключателя и недостаточного погонного ослабления паразитных высших типов волн, которое обеспечивается указанными средствами, Целью изобретения является увеличеwe развязки в широкой полосе частот полупроводникового СВЧ-устройства выключателя.

Поставленная цель достигается тем, что в выключателе, содержащем отрезок прямоугольного волновода, который выполнен из двух симметричных частей, разделенных Е1755340 плоскостью, между которыми установлена диэлектрическая подложка, на одной стороне которой размещены два участка металлиэации, разделенные щелью с установленными в ней полупроводниковыми диодами, при этом в широких стенках отрезка прямоугольного волновода выполнены прямоугольные дроссельные канавки, прямоугольнйе дроссельные канавки размещены на расстоянии, меньшем 0.1 Мь, от вйутренних поверхностей широких стенок отрезка прямоугольного волновода и в них размещены дополнительно введенные металлические пластины, толщина которых не превышает 0,05 Ль, а ширина на порядок больше их толщины, и которые установлены в области соединения симметричных частей отрезка прямоугольного волновода, где Ль— длина волны в волноводе, Развязка в широкой полосе частот увеличивается вследствие уменьшения просачивания СВЧ-сигнала (высших типов волн) по щелям между частями отрезка волновода в обход основной волноводно-щелевой линии, за счет экранирующего действия металлических пластин, установленных в канавках и расположенных поперек этих щелей, В отличие от прототипа, в котором СВЧсигнал, просачивающийся в щели между частями отрезка волновода, недостаточно рассеивается в поглотителе, в предлагаемом выключателе сигнал эффективно вытесняется в основной волновод, т.е, параэитная связь подавляется, и таким образом достигается повышение развязки, особенно при коротких длинах отрезка волновода, близких к 0,5-1 4.

Увеличение развязки в широкой полосе частоте достигается также вследствие создания условий нераспространения высших типов волн в широкой полосе частот (до

40 ) по указанным щелям путем близкого (на расстоянии менее 0,1 Яь) расположения к внутренней поверхности волновода канавок с установленными в них металлическими пластинами.

Ширина полосы рабочих частот увеличивается по сравнению с прототипом за счет того, что при высоких уровнях развязки эффект поглощения параэитных- высших волн, используемый в прототипе, имеет резонансный характер, в то время как в предлагаемом выключателе используется нерезонансный (широкополосный) эффект отражения паразитных высших типОв коребаний от.поперечно установленных в щели короткозамыкающих металлических пластин.

10

На чертеже схематически изображена конструкция предлагаемого выключателя.

СВЧ-выключатель содержит отрезок прямоугольного волновода 1, разделенный

Е-плоскостью на две равные части, с прямоугольными дроссельными канавками, выполненными симметрично относительно волноводного канала в теле широких стенок волновода. Дроссельные канавки размещены на расстоянии меньшем, чем 0,1 4, от внутренней поверхности широких стенок волновода 1, и в них установлены тонкие, менее 0,05 Яь, металлические пластины 2, соединяющие обе части отрезка волновода.

15 Между частями отрезка волновода 1 в

Е-плоскости установлена диэлектрическая подложка 3, с размещенными на ней двумя участками 4 и 5 металлизации (полосками щелевой линии), разделенными щелью 6, 20 поперек которой включены три р-1-и диода

7, размещенные друг относительно друга на расстоянии, близкому/4, Управляющее напряжение на диоды подают на вывод 8, со единенный с участком 4 металлизации и изолированный от волновода диэлектрической пленкой 9, при этом участок 5 металлизации имеет электрический контакт с отрезком волновода, а вывод 8 проходит в разрыв между пластинами 2. На чертеже

30 условно не показаны переходы от прямоугольного волновода на волноводно-щелевую линию.

СВЧ-выключатель работает следующим образом.

В режиме пропускания СВЧ-выключателя при отсутствии прямого тока через р-1-п диоды 7 СВЧ-сигнал проходит с минимальными потерями. В режиме запирания при . подаче на вывод 8 напряжения прямого сме40 щения через диоды 7 протекает прямой ток, и щелевая линия шунтируется малым сопротивлением р — 1-п диодов, при этом обеспечивается запирание по СВЧ, Таким образом, увеличение развязки в широкой полосе частот в предлагаемом выключателе обеспечивается путем подавления высших типов волн, распространяющихся в диэлектрической подложке 3 и в щели между частями отрезка

50 волновода 1, за счет экранирующего действия тонких металлических пластин 2, соединяющих обе части этого отрезка волновода и расположенных вблизи внутренней поверхности этого волновода, Использование изобретения позволяет повысить воспроизводимость основных электрических характеристик СВЧ-выключателя, в том числе неравномерность в широкой полосе частот потерь и КСВ Н, а также

1755340

Составитель Л. Юнисов

Техред M.Моргентал

Корректор И. Шулла

Редактор Е. Копча

Заказ 2897 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 повысить радиогерметичность СВЧ-выключателя.

Воспроизводимость основных электрических характеристик повышается за счет уменьшения частотной зависимости проводимости щелей между частями отрезка волновода путем введения экранирующих металлических пластин, установленных поперек этих щелей вблизи внутренней поверхности волновода, Воспроизводимость основных электрических характеристик повышается также за счет повышения точности сборочных операций по совмещению двух частей отрезка волновода и точности установки в волноводе диэлектрической подложки со щелевой линией. Точность совмещения частей отрезка волновода повышается sa счет изготовления волноводного канала и канавок в едином технологическом цикле, электроискровым способом на станке с программным обеспечением. В основном эта точность определяется точностью указанных станков, Точность установки диэлектрической подложки со щелевой линией между частями отрезка волновода повышается за счет высокой точности выполнения посадочного, места для этой йодложки, задаваемого канавками и соединяющими металлическими .пластинами.

Радиогерметичность повышается за счет уменьшения просачивания СВЧ-сигнала по щели между частями отрезка волновода путем установки экранирующих металлических пластин, Экспериментальные исследования

СВ4-выключателя показали, что в нем достигается большее, чем у прототипа, значение развязки при равном количестве р-1-и

5 диодов. В частности, при использовании 3-х диодов развязка составляет 40 дБ во всей полосе волновода, в то время как в известной конструкции достижение развязки 29 дБ в полосе более 12ф, получить не пред10 ставлялось возможным.

Формула изобретения

Выключатель, содержащий отрезок прямоугольного волновода, которйй выполнен иэ двух симметричных частей, разде15 ленных Е-плоскостью, между которыми установлена диэлектрическая подложка, на - :: одной стороне которой размещены два уча-:.: стка металлизации, разделенных щелью с установленными в ней полупроводниковы20 ми диодами, при этом в широких стенках отрезка прямоугольного волновода выполнены прямоугольные дросселъные канавки, о. т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения развязки в широкой полосе час25 тот. прямоугольные дроссельмые канавки размещены на расстоянии, меньшем 0.1 Яь, от внутренних поверхностей широких стенок отрезка прямоугольного волновода и в них раэмещейы догалнительно введенные

30 металлические пластйны, толщина «оторых не превышает 0,05 3ь, а ширина нз порядок больше их толщины, и которые установлены в области соединения симметричныйчастей, отрезка прямоугольного волновода, гдель—

35 длина волны в.волноводе,